Mikä on leijukerros?
A leijukerros on prosessi, jossa kiinteitä hiukkasia suspendoidaan nestemäiseen tilaan, yleensä puhaltamalla ilmaa tai kaasua säiliön pohjan läpi. Tämä muodostaa jatkuvassa liikkeessä olevien hiukkasten kerroksen, jolla on sekä nesteen että kaasun ominaisuuksia. Leijupetiä käytetään yleisesti teollisissa prosesseissa, kuten kemikaalien tuotannossa, öljynjalostuksessa ja sähköntuotannossa.
Fluidisaation käsitteen löysi ensimmäisen kerran 1930-luvulla brittiläinen insinööri nimeltä Lewis Fry Richardson, joka huomasi, että hiekka käyttäytyi nesteenä tuulen puhaltaessa sitä. Saksalainen tiedemies Fritz Winkler kehitti 1940-luvulla ensimmäisen leijukerrosreaktorin synteettisen bensiinin tuotantoa varten.
Leijupedeillä on monia etuja verrattuna tavanomaisiin kiinteäpetireaktoreihin, mukaan lukien parannettu lämmön ja massan siirto, lisääntyneet reaktionopeudet ja parempi lämpötilan ja paineen hallinta. Hiukkasten nestemäinen käyttäytyminen vähentää myös kuumien pisteiden tai kuolleiden vyöhykkeiden riskiä, mikä voi aiheuttaa tehottomia tai epätäydellisiä reaktioita.
Leijupedin perusrakenne koostuu säiliöstä tai astiasta, joka on täytetty kiinteällä materiaalilla, tyypillisesti rakeisella aineella, kuten hiekalla, kalkkikivellä tai katalyyttihiukkasilla. Ilmaa tai kaasua johdetaan sitten säiliön pohjalta, jolloin syntyy nestevirta, joka nostaa ja suspendoi hiukkaset ilmassa.
Kun neste virtaa kerroksen läpi, se saa hiukkaset liikkumaan ja törmäämään toisiinsa luoden dynaamisen sekoitus- ja sekoitusvaikutuksen. Tämä liike myös paljastaa hiukkaset suuremmalle pinta-alalle, mikä mahdollistaa tehokkaamman lämmön ja massan siirron hiukkasten ja ympäröivän nesteen välillä.
Yksi leijukerrosten tärkeimmistä eduista on niiden kyky kontrolloida reaktion lämpötilaa. Säätämällä nesteen virtausnopeutta ja lämpötilaa käyttäjät voivat ylläpitää tasaista lämpötilaa koko pedissä, estää kuumia kohtia ja varmistaa, että reaktio etenee optimaalisella nopeudella.
Leijupetiä käytetään yleisesti kemikaalien valmistuksessa, kuten ammoniakin, metanolin ja muiden petrokemian valmistuksessa. Niitä käytetään myös elintarvikkeiden ja lääkkeiden jalostuksessa sekä jätevesien ja muiden teollisuuden jätevesien käsittelyssä.
Sähköntuotantoteollisuudessa leijupetiä käytetään hiilen ja muiden fossiilisten polttoaineiden polttamiseen. Prosessissa polttoaine poltetaan kalkkikiven leijukerroksessa, joka reagoi palamisen aikana syntyvän rikkidioksidin kanssa muodostaen kalsiumsulfaattia (kipsiä). Tämä prosessi, joka tunnetaan nimellä leijukerrospoltto, vähentää rikkidioksidin ja muiden tavanomaisiin hiilivoimaloihin liittyvien epäpuhtauksien päästöjä.
Yhteenvetona voidaan todeta, että leijukerros on innovatiivinen ja monipuolinen tekniikka, jolla on monia teollisia sovelluksia. Ne tarjoavat paremman lämmön- ja massasiirron, suuremmat reaktionopeudet ja paremman lämpötilan ja paineen hallinnan. Niitä käytetään monilla teollisuudenaloilla, mukaan lukien kemiantuotanto, sähköntuotanto, elintarvikejalostus ja jätevesien käsittely.
